Chips Omicrono
El revolucionario chip del MIT que bloquea señales para que a tu móvil le dure mucho más la batería
Con este método de fabricación el teléfono mejora en rendimiento y autonomía gracias a que logra bloquear las interferencias del entorno en la red.
5 marzo, 2023 01:34Dentro de tu teléfono se realizan muchas tareas que pasan inadvertidas para el ojo humano, pero que pueden ser la causa de un funcionamiento más lento o del consumo excesivo de la batería. Por ejemplo, el bloqueo de muchas señales de radio no deseadas puede afectar los teléfonos que hoy se usan en España y el resto del mundo, como a los aviones. Para este problema un equipo de investigadores ha encontrado un ingenioso método para crear chips más baratos pero también más eficientes a la hora de bloquear estas señales.
Las multitudes pueden agobiar tanto a personas como a sus smartphones. Imagina estar en un concierto repleto de público, con miles de personas rodeándote y subiendo fotos a las redes sociales o escribiendo mensajes. Todas esas señales de radiofrecuencia que salen y llegan a sus móviles se traducen en interferencias en los dispositivos de los demás, como el tuyo. Otro efecto desagradable es que la batería empieza a agotarse y el dispositivo se ralentiza intentando bloquear la lluvia de señales.
Los dispositivos actuales cuentan con técnicas para filtrar esa ingente variedad de señales que les llegan. No obstante, los circuitos utilizados son voluminosos y aumentan los costes de producción. Por este motivo, los investigadores del MIT han querido dar con una solución."Queremos circuitos elegantes y sencillos, intentamos crear hardware multifuncional que no requiera potencia adicional ni espacio del chip", dice Negar Reiskarimian, miembro principal de la facultad de Microsystems Technology Laboratories.
Móviles en un concierto Omicrono
El equipo ha presentado en la Conferencia Internacional de Circuitos de Estado Sólido, una arquitectura de circuito que puede apuntar y bloquear las señales no deseadas en la entrada del receptor de forma más contundentes. Así, en el futuro los teléfonos serán más eficientes buscando cobertura para hablar por teléfono o chatear entre grandes aglomeraciones, al mismo tiempo que su batería resiste más intacta a lo que ahora supone un gran esfuerzo para los terminales actuales. Se acabó quedarse sin batería realizando una llamada que se entrecorta por las interferencias.
El resultado es un chip receptor, que funcionó en las pruebas unas 40 veces mejor que otros receptores de banda ancha a la hora de bloquear un tipo especial de interferencia por ondas armónicas. Otra de las ventajas es que el invento no requiere ningún hardware o circuito adicional. Esto se traduce en un chip mucho más fácil de fabricar a gran escala, permitiendo que su precio final sea más barato.
Bajar la frecuencia, clave
Para empezar, cuando el dispositivo recibe una señal, se baja la frecuencia de la misma antes de hacerla pasar por el convertidor que traduce la señal de analógica a digital y extrae la información que transporta. Este paso previo permite cubrir un amplio rango de frecuencias mientras el dispositivo filtra las demás interferencias, salvo la que implica ondas armónicas.
Chip receptor Omicrono
Desde el MIT explican que este problema armónico provoca que los receptores sean susceptibles a las señales cuyas frecuencias son múltiplos de la frecuencia a la que opera el dispositivo. Es decir, si el receptor del móvil funciona a 1 gigahercio (Ghz), las señales de 2, 3 y 5 Ghz provocarán en él interferencias de ondas armónicas. "Muchos otros receptores de banda ancha no hacen nada con los armónicos hasta que llega el momento de ver qué significan los bits. En su lugar, queremos eliminarlos lo antes posible para evitar perder información", dice Soroush Araei, estudiante graduado en EECS y principal autor de este trabajo.
Para realizar esa conversión de frecuencia la mayoría de receptores de radio ya utilizan circuitos de condensadores conmutados, que es la base utilizada por los investigadores del MIT. Los condensadores, que contienen cargas eléctricas, se cargan en diferentes momentos según se recibe la señal, después se desconectan para que la carga pueda mantenerse y usarse más tarde al procesar los datos.
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Lo importante aquí, es que la posición de los condensadores puede ser tanto beneficiosa como perjudicial. Si se conectan en paralelo pueden intercambiar las cargas almacenadas y esquivar la interferencia armónica, pero se pierde una parte significativa de la señal. Por el contrario, al apilarlos no se consigue resiliencia armónica. ¿La solución? Usar ambas opciones a la vez.
Un reto técnico
El equipo optó por sumar ambas fuerzas más para reforzar el resultado en lo que se denomina filtrado por bloques. Se generan bloques de condensadores en paralelo y otros apilados en series. Hasta ahora nunca antes de habían sumado ambos procesos. Los investigadores descubrieron que la disposición de los condensadores en serie para luego compartir la carga en paralelo, permitió que el dispositivo bloqueara la interferencia armónica sin perder ninguna información.
Smartphone reciclado Pixabay
"La gente ha usado estas técnicas, carga compartida y apilamiento de condensadores, por separado antes, pero nunca juntas. Descubrimos que ambas técnicas deben realizarse simultáneamente para obtener este beneficio", explican. Además de esta ventaja, la técnica desarrollada, permite hacerlo de forma pasiva dentro del mezclador para no necesita hardware adicional y reducir el coste de fabricación.
Probaron el dispositivo enviando simultáneamente una señal deseada e interferencia armónica. Su chip pudo bloquear las señales armónicas de manera efectiva con solo una ligera reducción en la intensidad de la señal. Fue capaz de manejar señales que eran 40 veces más potentes que los receptores de banda ancha de última generación anteriores.
